AGV結(jié)構(gòu)、導(dǎo)航研究報(bào)告

一、AGV一般來說，AGV價(jià)格取決多種因素，國內(nèi)外價(jià)格差距很大，那么我們不妨以歐美、日本、中國為代表，對(duì)AGV價(jià)格取決因素以及將來進(jìn)展方向做一些探討。在歐美AGV1203.5個(gè)工人一年的工資費(fèi)用，考慮到工人優(yōu)厚福利待遇、社會(huì)保險(xiǎn)及休假時(shí)間，AGV使用本錢與工人相當(dāng)，這也是AGV在歐美大量應(yīng)用緣由。AGV5010016個(gè)同時(shí)把握，1001000AGV廠家很難在中國推廣應(yīng)用主要因素。在日本，AGV變異了分支，我們稱為AGC〔AGC－AutomatedGuidedCart〕，它實(shí)際完全結(jié)合簡潔的生產(chǎn)應(yīng)用場合，單一的路徑、固定的流程，AGC只是用來進(jìn)展搬運(yùn)。在導(dǎo)引方面，只承受簡易的磁帶導(dǎo)引方式，沒有電子地圖，沒有精定位，沒有上位機(jī)調(diào)度等等。由于日本的根底工業(yè)興盛，生產(chǎn)企業(yè)能夠?yàn)锳GC配置上幾乎簡潔AGC的本錢幾乎降到了極限〔10萬人民幣左右〕。該技術(shù)追求的是簡潔有用，盡力讓用戶在最短的時(shí)間內(nèi)收回投資本錢，這類AGV在日本和中國臺(tái)灣應(yīng)用格外廣泛，近五年來，國內(nèi)的一些企業(yè)也大規(guī)模地承受了，但普遍反響是故障率高、零部件壽命短等問題。在中國，隨著我國各行各業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)步，對(duì)AGV系統(tǒng)的應(yīng)用需求越來越大?？咳丝诩t利優(yōu)勢(shì)保持經(jīng)濟(jì)進(jìn)展時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返了，企業(yè)面對(duì)人力本錢的提高唯一方法是提高有效勞動(dòng)生產(chǎn)力，也就是提高生產(chǎn)自動(dòng)化的程度，AGV作為目前最柔性的自動(dòng)化運(yùn)輸設(shè)備就有著寬闊的市場。國內(nèi)AGV價(jià)格受行走模式、移載方式、充電方式、載荷、導(dǎo)航方式等影響，價(jià)格由十幾萬到一百多萬不等。目前從技術(shù)角度講，中國AGV市場正朝著開放式AGV、電機(jī)的溝通化、室外移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用等趨勢(shì)進(jìn)展。二、AGV、LGV、AGCAGV---AutomatedGuidedVehicle是自動(dòng)導(dǎo)引車〔移動(dòng)機(jī)器人〕統(tǒng)稱AGC---AutomatedGuidedCartAGCAGV技術(shù)，特點(diǎn)簡易、適用，多用于料箱托運(yùn)LGV---laserGuidedVehicleAGV一種三、AGV單驅(qū)動(dòng)：用于三輪車型：一個(gè)驅(qū)動(dòng)兼轉(zhuǎn)向輪，兩個(gè)固定從動(dòng)輪〔分布在車體軸線的兩邊〕。這種車型可以前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)彎〔轉(zhuǎn)角小于90°〕。因三輪構(gòu)造的抓地性好，對(duì)地外表要求一般，適用于廣泛的環(huán)境和場合。差速驅(qū)動(dòng)：常見有三輪和四輪兩種車型：兩個(gè)固定驅(qū)動(dòng)輪〔分布在車體軸線的兩邊〕，一個(gè)〔三輪車型〕或兩個(gè)〔四輪車型〕從動(dòng)自由輪，轉(zhuǎn)彎靠兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間的速度差實(shí)現(xiàn)。這種車型可以前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)彎〔轉(zhuǎn)角大于90°〕、原地自旋，轉(zhuǎn)彎的適應(yīng)性比單驅(qū)動(dòng)強(qiáng)。假設(shè)是三輪車型，對(duì)地外表的適用性和單驅(qū)動(dòng)類似。假設(shè)是四輪車型，因簡潔造成其中某一個(gè)輪懸空而影響導(dǎo)航，故對(duì)地外表平坦度要求苛刻，適用范圍受到確定限制。雙驅(qū)動(dòng)用于四輪車型：兩個(gè)驅(qū)動(dòng)兼轉(zhuǎn)向輪，兩個(gè)從動(dòng)自由輪。這種車型可以前進(jìn)、后退、全方位〔萬向〕行駛。突出特點(diǎn)是可以在行駛過程中把握車身姿勢(shì)的任意變化，適用于狹窄通道或?qū)ψ鳂I(yè)方向有特別要求的環(huán)境和場合。缺點(diǎn)和差速驅(qū)動(dòng)的四輪車型類似，對(duì)地外表平坦度要求苛刻，適用范圍受到確定限制；此外，結(jié)構(gòu)簡潔，本錢較高。全方位行駛。應(yīng)用于重載行業(yè)輸送，構(gòu)造簡潔，本錢較高。四、 AGV的優(yōu)點(diǎn)向計(jì)算機(jī)終端輸入相關(guān)信息，計(jì)算機(jī)終端再將信息發(fā)送到中心把握室，由專業(yè)的技術(shù)人員向計(jì)算機(jī)發(fā)出指AGV承受并執(zhí)行——將輔料送至相應(yīng)地點(diǎn)。AGV小車的電量馬上耗盡時(shí)，它會(huì)向系統(tǒng)發(fā)出懇求指令，懇求充電〔一般技術(shù)人員會(huì)事先設(shè)置好一個(gè)值在系統(tǒng)允許后自動(dòng)到充電的地方“排隊(duì)“AGV〔10年以上〕，154h左右。212100Ah24伏電壓作150W6.25A,1650%的電量開頭8小時(shí)。AGV電池累計(jì)充電壽命：選配的鉛酸電池為國外名牌產(chǎn)品，其出廠標(biāo)定充電次數(shù)為1000-1200次，從其下限估算，從放電50%的狀態(tài)開頭重充電，反復(fù)1000次。美觀，提高賞識(shí)度，從而提高企業(yè)的形象。AGV小車可以在各個(gè)車間穿梭往復(fù)。五、AGVAGV50多年了。第一輛AGV1953年，它是由一輛牽引式拖拉機(jī)改造而成的，帶有車兜，在一間雜貨倉庫中沿著布置在空中的導(dǎo)線運(yùn)輸貨物。到上世紀(jì)五十年月末到六十年月AGV用于工廠和倉庫。2070“地面把握器“AGV沿著預(yù)定的路徑行駛。2080AGV系統(tǒng)中，例如利用激光和慣性進(jìn)展導(dǎo)引，這樣提高AGV引入，使得導(dǎo)引方式更加多樣化了。2080年月以來，自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車〔AGV〕系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)展成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中最大的專業(yè)分支之一，并消滅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展的趨勢(shì)，成為現(xiàn)代化企業(yè)自動(dòng)扮裝備不行缺少的重要組成局部。在歐、美等興盛國家，進(jìn)展最為快速，應(yīng)用最為廣泛；在亞洲的日本和韓國，也得到迅猛的進(jìn)展和應(yīng)用，尤其是在日本，產(chǎn)品規(guī)格、品種、技術(shù)水平、裝備數(shù)量及自動(dòng)化程度等方面較為豐富，已經(jīng)到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、流水線生產(chǎn)的程度。在我國，隨著物流系統(tǒng)的快速進(jìn)展，AGV的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展，如何能夠開發(fā)出能夠滿足用戶各方面需求〔功能、價(jià)格、質(zhì)量〕AGV系統(tǒng)技術(shù)是將來我們必需面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題。AGV技術(shù)的進(jìn)展，我們不難分析出國內(nèi)外AGV有兩種進(jìn)展模式：第一種是以歐美國家為代AGVAGV的自動(dòng)化，幾乎完全不需要人工的干預(yù)，路徑規(guī)劃和生產(chǎn)流程簡潔多變，能夠運(yùn)用在幾乎全部的搬運(yùn)場合。AGV功能完善，技術(shù)先進(jìn)；同時(shí)為了能夠承受模塊化AGV放棄了對(duì)外觀造型的追求，承受大部件組裝的形式進(jìn)展生產(chǎn)；系列產(chǎn)品的掩蓋面廣：各種驅(qū)動(dòng)模式，各種導(dǎo)引方式，各種移載機(jī)構(gòu)應(yīng)有盡有，系列產(chǎn)品的50kg60000kg〔60噸〕。盡管如此，由于技術(shù)和功能的限制，此類AGV的銷售價(jià)格照舊居高不下。此類產(chǎn)品在國內(nèi)有為數(shù)不多的企業(yè)可以生產(chǎn)，技術(shù)水平與國際水平相當(dāng)。其次種是以日本為代表的簡易型AGV技術(shù)－－或只能稱其為AGC〔AutomatedGuidedCart〕，AGV屬于此類產(chǎn)品〔AGC〕。該類產(chǎn)品完全結(jié)合簡潔的生產(chǎn)應(yīng)用場合〔單一的路徑，固定的流程〕，AGCAGC的自動(dòng)裝卸功能，在導(dǎo)引方面，多數(shù)只承受簡易的磁帶導(dǎo)引方式。由于日本的根底工業(yè)興盛，AGC生產(chǎn)企業(yè)能夠?yàn)槠渑渲蒙蠋缀鹾啙嵉貌荒茉俸啙嵉墓δ芷骷?，AGCAGC80年月就得到了廣泛應(yīng)用，20232023年到達(dá)應(yīng)用的頂峰。由于該產(chǎn)品技術(shù)門檻較低，目前國內(nèi)已有多家企業(yè)可生產(chǎn)此類產(chǎn)品。AGVAGV把握系統(tǒng)分為地面〔上位〕把握系統(tǒng)、車載〔單機(jī)〕把握系統(tǒng)及導(dǎo)航/導(dǎo)引系統(tǒng)。其中，地面〔上位〕AGV系統(tǒng)的固定設(shè)備，主要負(fù)責(zé)任務(wù)安排，車輛調(diào)度，路徑〔線〕治理，交通治理，自動(dòng)充電等功能；車載把握系統(tǒng)在收到上位系統(tǒng)的指令后，負(fù)責(zé)AGV的導(dǎo)航計(jì)算，導(dǎo)引實(shí)現(xiàn)，車輛行走，裝卸操作等功能；導(dǎo)航/AGV單機(jī)供給系統(tǒng)確定或相對(duì)位置及航向。地面把握系統(tǒng)：AGV地面把握系統(tǒng)〔StationarySystem〕即AGV上位把握系統(tǒng)，是AGV系統(tǒng)的核心。AGV〔AGVS〕AGV任務(wù)治理：AGV地面把握程序的解釋執(zhí)行環(huán)境；供給依據(jù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)和啟動(dòng)時(shí)間的調(diào)度運(yùn)行；供給對(duì)任務(wù)的各種操作如啟動(dòng)、停頓、取消等。車輛治理：AGV治理的核心模塊，它依據(jù)物料搬運(yùn)任務(wù)的懇求，安排調(diào)度AGV執(zhí)行任務(wù)，依據(jù)AGVAGV的最短行走路徑，并把握指揮AGV的行走過程，準(zhǔn)時(shí)下達(dá)裝卸貨和充電命令。交通治理：AGV的物理尺寸大小、運(yùn)行狀態(tài)和路徑狀況，供給AGV相互自動(dòng)避讓的措施，同時(shí)避開AGV的交通治理主要有行走段安排和死鎖報(bào)告功能。通訊治理：通信治理供給AGV地面把握系統(tǒng)與AGV單機(jī)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、地面IO設(shè)備、車輛仿真系統(tǒng)及上位計(jì)算機(jī)的通信功能。和AGV間的通信使用無線電通信方式，需要建立一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，AGV只和地面系統(tǒng)進(jìn)展雙向通信，AGV間不進(jìn)展通信，地面把握系統(tǒng)承受輪詢方式和多臺(tái)AGV通信；與地面監(jiān)控系TCP/IP通信。車載把握系統(tǒng)：AGV車載把握系統(tǒng)〔OnboardSystem〕，即AGV單機(jī)把握系統(tǒng)，在收到上位系統(tǒng)的指AGV單機(jī)的導(dǎo)航，導(dǎo)引，路徑選擇，車輛驅(qū)動(dòng)，裝卸操作等功能。導(dǎo)航〔Navigation〕：AGV單機(jī)通過自身裝備的導(dǎo)航器件測量并計(jì)算出所在全局坐標(biāo)中的位置和航向。導(dǎo)引〔Guidance〕：AGV單機(jī)依據(jù)目前的位置、航向及預(yù)先設(shè)定的理論軌跡來計(jì)算下個(gè)周期的速度值和轉(zhuǎn)向角度值即，AGV運(yùn)動(dòng)的命令值。路徑選擇〔Searching〕：AGV單機(jī)依據(jù)上位系統(tǒng)的指令，通過計(jì)算，預(yù)先選擇馬上運(yùn)行的路徑，并將結(jié)果報(bào)送上位把握系統(tǒng)，能否運(yùn)行由上位系統(tǒng)依據(jù)其它AGV所在的位置統(tǒng)一調(diào)配。AGV單機(jī)行走的路徑是依據(jù)實(shí)際工作條件設(shè)計(jì)的，它有假設(shè)干“段“〔Segment〕組成。每一“段“都指明白該段的起始點(diǎn)、終止點(diǎn)，以及AGV在該段的行駛速度和轉(zhuǎn)向等信息。AGV單機(jī)依據(jù)導(dǎo)引〔Guidance〕的計(jì)算結(jié)果和路徑選擇信息，通過伺服器件把握車輛運(yùn)行。導(dǎo)航/導(dǎo)引系統(tǒng)AGV之所以能夠?qū)崿F(xiàn)無人駕駛，導(dǎo)航和導(dǎo)引對(duì)其起到了至關(guān)重要的作用，隨著技術(shù)的進(jìn)展，目前能夠用于AGV的導(dǎo)航/導(dǎo)引技術(shù)主要有以下幾種：直接坐標(biāo)〔CartesianGuidance〕用定位塊將AGV的行駛區(qū)域分成假設(shè)干坐標(biāo)小區(qū)域，通過對(duì)小區(qū)域的計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，一般有光電式〔將坐標(biāo)小區(qū)域以兩種顏色劃分，通過光電器件計(jì)數(shù)〕和電磁式〔將坐標(biāo)小區(qū)域以金屬塊或磁塊劃分，通過電磁感應(yīng)器件計(jì)數(shù)〕兩種形式，其優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)路徑的修改，導(dǎo)引的牢靠性好，對(duì)環(huán)境無特別要求。缺點(diǎn)是地面測量安裝簡潔，工作量大，導(dǎo)引精度和定位精度較低，且無法滿足簡潔路徑的要求。電磁導(dǎo)引〔WireGuidance〕對(duì)簡潔路徑的局限性大。磁帶導(dǎo)引〔MagneticTapeGuidance〕機(jī)械損傷，因此導(dǎo)引的牢靠性受外界影響較大。光學(xué)導(dǎo)引〔OpticalGuidance〕AGV性比較好，地面路線設(shè)置簡潔易行，但對(duì)色帶的污染和機(jī)械磨損格外敏感，對(duì)環(huán)境要求過高，導(dǎo)引牢靠性較差，精度較低。激光導(dǎo)航〔LaserNavigation〕AGV行駛路徑的四周安裝位置準(zhǔn)確的激光反射板，AGV通過激光掃描器放射激光束，同時(shí)AGV的導(dǎo)引。此項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是，AGV定位準(zhǔn)確；地面無需其他定位設(shè)施；行駛路徑可靈敏多變，能夠適合多種現(xiàn)對(duì)苛刻〔外界光線，地面要求，能見度要求等〕，不適合室外〔尤其是易受雨、雪、霧的影響〕。慣性導(dǎo)航〔InertialNavigation〕AGV上安裝陀螺儀，在行駛區(qū)域的地面上安裝定位塊，AGV可通過對(duì)陀螺儀偏差信號(hào)〔角導(dǎo)引的精度和牢靠性與陀螺儀的制造精度及其后續(xù)信號(hào)處理親熱相關(guān)。視覺導(dǎo)航〔VisualNavigation〕AGVAGV。全性，智能化的記憶識(shí)別等都將更加完善。GPS〔全球定位系統(tǒng)〕導(dǎo)航〔GlobalPositionSystem〕通過衛(wèi)星對(duì)非固定路面系統(tǒng)中的把握對(duì)象進(jìn)展跟蹤和制導(dǎo)，目前此項(xiàng)技術(shù)還在進(jìn)展和完善，通常用于室外遠(yuǎn)距離的跟蹤和制導(dǎo)，其精度取決于衛(wèi)iGP〔GP〔GPS〕GPS，但地面設(shè)施的制造本錢是一般用戶無法承受的?？偨Y(jié)說明首先，給大家兩個(gè)英文單詞Navigation〔導(dǎo)航〕，Guidance〔導(dǎo)引〕，這兩個(gè)單詞的意思是不一樣的。導(dǎo)航是指確定自身的位置及航向；而導(dǎo)引是依據(jù)目前的位置、航向及理論軌跡來計(jì)算下個(gè)周期的速度值和轉(zhuǎn)向角度值。有了這個(gè)概念后，我們分析一下磁帶導(dǎo)引、電磁導(dǎo)引或其它形式的“有線“導(dǎo)引。他們都只能稱為導(dǎo)引，而不叫導(dǎo)航。由于，這些導(dǎo)引方式只需AGV的相對(duì)位置，而與全局坐標(biāo)無關(guān)！這也是為什么這類導(dǎo)引的AGV相對(duì)簡潔的緣由：不需要簡潔的導(dǎo)航計(jì)算〔Dead-reckoning〕，甚至不需要導(dǎo)引計(jì)算，只需依據(jù)〔MagneticTapeGuidance〕和電磁導(dǎo)引也稱線導(dǎo)〔WireGuidance〕。AGV的導(dǎo)航/導(dǎo)引技術(shù)多種多樣，不同的場合可承受不同的導(dǎo)引技術(shù)。單一的導(dǎo)引技術(shù)無法掩蓋全部的應(yīng)用：例如在有叉車行駛的場合我們就不宜選用磁帶導(dǎo)在路徑簡潔的場合應(yīng)盡量考慮“無線“〔“有線““路“，而“無線“模式的路徑是虛擬的，可以重疊，穿插，可以亂得象一團(tuán)麻，而即使這樣，AGV的運(yùn)行在系統(tǒng)的調(diào)度下也是有序的，路徑的選擇也是最優(yōu)的，所謂“條條大路通羅馬“。AGV就能象汽車一樣，在受到前方AGV系統(tǒng)的作業(yè)效率。無人搬運(yùn)車(AutomatedGuidedVehicle，簡稱AGV)，指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車，工業(yè)應(yīng)用中不需駕駛員的搬運(yùn)車，以可充電之蓄電池為其動(dòng)力來源。一般可(electromagneticpath-followingsystem)來設(shè)立其行進(jìn)路線，電磁軌道黏貼於地板上，無人搬運(yùn)車則依循電磁軌道所帶來的訊息進(jìn)展移動(dòng)與動(dòng)作。AGV以輪式移動(dòng)為特征，較之步行、爬行或其它非輪式的移動(dòng)機(jī)器人具有行動(dòng)快捷、工作效率高、構(gòu)造簡潔、可控性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)勢(shì)。與物料輸送中常用的其他設(shè)備相比，AGV的活動(dòng)區(qū)域無需鋪設(shè)軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。因此，在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，最能充分地表達(dá)其自動(dòng)性和柔性，實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、靈敏的無人化生產(chǎn)。AGV備注1：備注序號(hào)1名稱AGV驅(qū)動(dòng)方式參數(shù)雙舵輪驅(qū)動(dòng)2行走方式全方位3AGV額定負(fù)載力氣2800kg4最大速度36m／min25m／min5工作速度30m／min20m／min6AGV自重4500KG7防碰裝置運(yùn)動(dòng)方向接觸式保險(xiǎn)杠8自動(dòng)跟蹤精度±10mm9自動(dòng)導(dǎo)航精度±10mm10停車精度±5mm11舉升額定負(fù)載1000KG12舉升最大行程1020mm13全方位滑動(dòng)平臺(tái)X±125mm；Y±50mm；旋轉(zhuǎn)±2度14載人提升機(jī)舉升行程800mm15載人提升機(jī)舉升負(fù)載300kg16車體外形尺寸4800mm×2023mm×800mm／1820mm2：序號(hào)1名稱AGV驅(qū)動(dòng)方式參數(shù)單舵輪驅(qū)動(dòng)備注2行走方式前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎3AGV額定負(fù)載力氣1300kg4最大速度36m／min25m／min5工作速度30m／min20m／min6AGV自重1800KG7防碰裝置運(yùn)動(dòng)方向激光區(qū)域掃描傳感器+接觸式保險(xiǎn)杠8自動(dòng)導(dǎo)航精度±10mm9停車精度±5mm10舉升最大行程500mm11提升機(jī)舉升負(fù)載1300kg12車體外形尺寸2800mm×1200mm×1600mmLGV備注叉車LGV3：備注序號(hào)名稱參數(shù)1AGV驅(qū)動(dòng)方式單舵輪驅(qū)動(dòng)2行走方式前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎3導(dǎo)航方式激光導(dǎo)航4AGV額定負(fù)載力氣1300kg5最大速度60m／min25m／min6工作速度45m／min20m／min7AGV自重1000KG8防碰裝置運(yùn)動(dòng)方向激光區(qū)域掃描傳感器9自動(dòng)導(dǎo)航精度±10mm10停車精度±5mm主要技術(shù)參數(shù)：通訊方式：LGV把握臺(tái)與LGV間承受無線局域網(wǎng)通訊交換信息。LGV導(dǎo)航方式：激光導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)方向：前進(jìn)，后退，轉(zhuǎn)彎負(fù)載力氣：1000KgLGV800Kg最大速度：60m/min〔直線〕工作速度：50m/mi〔直線15m/mi〔彎道±10mm±5mm轉(zhuǎn)彎半徑：1.5m〔最小〕24小時(shí)充電方式：自動(dòng)充電48V/100Lh車體體積：長×寬×高，2340×